具有浮力权衡的气球电源制造技术

除非本文另外指出，否则本部分中描述的材料并不是本申请中的权利要求的现有技术，并且并不因为被包括在本部分中就被承认为是现有技术。诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。这样，对于经由因特网、蜂窝数据网络和其它这样的网络的数据连通性的需求正在增长。然而，在世界的许多地区中，数据连通性仍是不可得的，或者如果可得，则是不可靠的和/或成本高昂的。因此，希望有额外的网络基础设施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
除非本文另外指出，否则本部分中描述的材料并不是本申请中的权利要求的现有技术，并且并不因为被包括在本部分中就被承认为是现有技术。诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。这样，对于经由因特网、蜂窝数据网络和其它这样的网络的数据连通性的需求正在增长。然而，在世界的许多地区中，数据连通性仍是不可得的，或者如果可得，则是不可靠的和/或成本高昂的。因此，希望有额外的网络基础设施。
技术实现思路
在一个方面中，一种由计算机实现的方法包括：(i)使得气球在第一模式中操作，其中气球包括气囊、高压储存腔和太阳能电力系统；(ii)当气球正在第一模式中操作时：(a)操作太阳能电力系统来为气球生成电力；以及(b)使用由太阳能电力系统生成的电力中的至少一些来将气体从气囊移动到高压储存腔以使得气球的浮力减小；(iii)使得气球在第二模式中操作；以及(iv)当气球正在第二模式中操作时，将气体从高压储存腔移动到气囊以使得气球的浮力增大。在另一方面中，一种非暂态计算机可读介质中可存储有指令，这些指令可被计算设备运行来使得该计算设备执行功能，这些功能包括：(i)使得气球在第一模式中操作，其中气球包括气囊、高压储存腔和太阳能电力系统；(ii)当气球正在第一模式中操作时：(a)操作太阳能电力系统来为气球生成电力；以及(b)使用由太阳能电力系统生成的电力中的至少一些来将气体从气囊移动到高压储存腔以使得气球的浮力减小；(iii)使得气球在第二模式中操作；以及(iv)当气球正在第二模式中操作时，将气体从高压储存腔移动到气囊以使得气球的浮力增大。在又一方面中，一种气球包括：(i)太阳能电力系统，被配置为为气球生成电力，其中气球包括气囊和高压储存腔；以及(ii)控制系统，其被配置为：(a)经由使用由太阳能电力系统生成的电力将气体从气囊移动到高压储存腔来减小气球的浮力，其中气体从气囊到高压储存腔的移动减小包含被移动气体的体积；以及(b)经由气体从高压储存腔到气囊的移动来增大气球的浮力。在另外一方面中，一种由计算机实现的方法可包括：(a)使得气球在第一模式中操作，其中气球包括气囊、高压储存腔和太阳能电力系统；(b)当气球正在第一模式中操作时：(i)操作太阳能电力系统来为气球生成电力；以及(ii)使用由太阳能电力系统生成的电力中的至少一些来将气体从气囊移动到高压储存腔；(c)使得气球在第二模式中操作；以及(d)当气球正在第二模式中操作时，将气体从高压储存腔移动到气囊。通过酌情参考附图阅读以下详细描述，本领域普通技术人员将清楚这些以及其它方面、优点和替换。附图说明图1是根据示例实施例图示出气球网络的简化框图。图2是根据示例实施例图示出气球网络控制系统的框图。图3是根据示例实施例图示出高空气球的简化框图。图4是根据示例实施例图示出包括超节点和子节点的气球网络的简化框图。图5是根据示例实施例图示出由计算机实现的方法的流程图。图6是根据示例实施例图示出利用燃料电池和气体流动系统来进行高度控制的气球的功能的组合操作状态图。具体实施方式本文描述了示例方法和系统。本文描述的任何示例实施例或特征不一定要被解释为比其它实施例或特征更优选或有利。本文描述的示例实施例不欲进行限定。将容易理解，公开的系统和方法的某些方面可按许多种不同的配置来布置和组合，所有这些在本文都已被设想到。另外，附图中示出的特定布置不应当被视为限制性的。应当理解，其它实施例可包括更多或更少的给定附图中示出的每种元素。另外，一些图示的元素可被组合或省略。此外，示例实施例可包括附图中没有图示的元素。1.概述示例实施例可在包括多个气球(balloon)的数据网络的情境中实现；例如，由部署在平流层(stratosphere)中的高空气球(high-altitude balloon)形成的网状网络(mesh network)。因为平流层中的风可以以差动的方式影响气球的位置，所以示例网络中的每个气球可被配置为通过调整其垂直位置(即，高度)来改变其水平位置。例如，通过调整其高度，气球可能够找到将把它水平地(例如，在纬度上和/或经度上)运载到期望的水平位置的风。为了作为气球网络中的节点工作，气球可消耗大量的电力。然而，增大电池(例如，锂离子电池)供应的电力的量和/或增大气球上的电池的数目通常将会增大一个或多个电池的大小和重量，这由于各种原因可能是不合需要的。因此，示范性实施例可包括一个或多个高度控制机制(mechanism)，这些机制也作为补充电力系统工作，并且作为增大或减小气球的高度的过程的一部分生成电力。在示例实施例中，气球可在其气囊和高压储存腔之间移动气体(例如，氢气或者另外的比空气轻的气体)以减小或增大其浮力。更具体而言，高压储存腔可被设定大小(size)并配置为使得当气体被从气囊移动到高压储存腔时，气体的密度增大。这样，气球可将气体从气囊泵出并泵入高压储存腔中以减小其浮力。相反，气球可将气体从高压储存腔移回气囊以增大其浮力。此气体流动可在夜间用作电力的来源，并且其增大浮力。经由气体在高压储存腔和气囊之间的移动的高度控制(本文中称为“气体流动”高度控制机制)可被配置为使得在日间当太阳能电力充足时消耗电力，并且在夜间经由高度控制生成电力。具体地，在日间，气球可将气体流动系统用于一些或全部高度减小，并且将其它高度控制技术用于一些或全部高度增大。这样，气体在日间可被储存在高压储存腔中。然后，在夜间，气球可将气体流动系统用于一些或全部高度增大，并且将另外的技术用于一些或全部高度减小。从而，使用气体流动系统可在太阳能电力更容易获得的日间消耗电力，并且在太阳能电力不那么可用的夜间生成电力。在一些实施例中，气球也可将燃料电池用于高度控制。燃料电池可经由氢和氧产生水的化学反应来产生电力。另外，燃料电池也可反向运行来从水产生氢和氧。因此，为了增大其高度，气球可反向运行其燃料电池以使得生成气体(例如，氢气)，该气体随后可被移动到气囊中以增大浮力。另外，为了减小其高度，燃料电池可被配置为使用来自气囊的气体来生成电力(例如，经由来自气囊的氢和氧产生水的化学反应)。在又一方面中，气球可实现使用燃料电池和气体流动系统的高度控制过程。具体而言，在日间，气球可使用气体流动系统来减小其高度，并且反向操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由计算机实现的方法，包括：使得气球在第一模式中操作，其中所述气球包括气囊、高压储存腔和太阳能电力系统；当所述气球正在所述第一模式中操作时：操作所述太阳能电力系统来为所述气球生成电力；以及使用由所述太阳能电力系统生成的电力中的至少一些来将气体从所述气囊移动到所述高压储存腔以使得所述气球的浮力减小；使得所述气球在第二模式中操作；以及当所述气球正在所述第二模式中操作时，将气体从所述高压储存腔移动到所述气囊以使得所述气球的浮力增大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.20 US 13/590,0201.一种由计算机实现的方法，包括：
使得气球在第一模式中操作，其中所述气球包括气囊、高压储存腔和太
阳能电力系统；
当所述气球正在所述第一模式中操作时：
操作所述太阳能电力系统来为所述气球生成电力；以及
使用由所述太阳能电力系统生成的电力中的至少一些来将气体从所
述气囊移动到所述高压储存腔以使得所述气球的浮力减小；
使得所述气球在第二模式中操作；以及
当所述气球正在所述第二模式中操作时，将气体从所述高压储存腔移动
到所述气囊以使得所述气球的浮力增大。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一模式是日间模式，并且所
述第二模式是夜间模式。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
检测预定的日-夜转变条件；以及
作为响应使得所述气球从在所述日间模式中的操作转变到在所述夜间模
式中的操作。
4.如权利要求1所述的方法：
其中，在所述第一模式中的操作还包括将气体从所述气囊移动到所述高
压储存腔以便减小所述气球的高度；并且
其中，在所述第二模式中的操作还包括将气体从所述高压储存腔移动到
所述气囊以便增大所述气球的高度。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述气球还包括电池，并且其中，
在所述第二模式中的操作还包括使用由所述电池供应的电力。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
当所述气球正在所述第一模式中操作时：
反向操作所述气球的燃料电池以产生气体；以及
将由所述燃料电池产生的气体移动到所述气囊以使得所述气球的浮
力增大；以及
当所述气球正在所述第二模式中操作时：
将气体从所述气囊移动到所述燃料电池；以及
操作所述燃料电池以使用来自所述气囊的气体来为所述气球生成电
力，以使得所述气球的浮力减小。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
将由所述燃料电池产生的气体移动到所述气囊以便增大所述气球的高
度；以及
操作所述燃料电池以使用来自所述气囊的气体来生成电力以便减小所述
气球的高度。
8.一种非暂态计算机可读介质，其中存储有指令，所述指令可被计算设
备运行来使得该计算设备执行功能，所述功能包括：
使得气球在第一模式中操作，其中所述气球包括气囊、高压储存腔和太
阳能电力系统；
当所述气球正在所述第一模式中操作时：
操作所述太阳能电力系统来为所述气球生成电力；以及
使用由所述太阳能电力系统生成的电力中的至少一些来将气体从所
述气囊移动到所述高压储存腔以使得所述气球的浮力减小；
使得所述气球在第二模式中操作；以及
当所述气球正在所述第二模式中操作时，将气体从所述高压储存腔移动
到所述气囊以使得所述气球的浮力增大。
9.如权利要求8所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述第一模式是
日间模式，并且所述第二模式是夜间模式。
10.如权利要求8所述的非暂态计算机可读介质：
其中，在所述第一模式中的操作还包括将气体从所述气囊移动到所述高
压储存腔以便减小所述气球的高度；并且
其中，在所述第二模式中的操作还包括将气体从所述高压储存腔移动到
所述气囊以便增大所述气球的高度。
11.如权利要求8所述的非暂态计算机可读介质：
其中，在所述第一模式中的操作还包括：
反向操作所述气球的燃料电池以产生气体；以及
将由所述燃料电池产生的气体移动到所述气囊以便增大所述气球的
浮力；并且
其中，在所述第二模式中的操作还包括：
将气体从所述气囊移动到所述燃料电池；以及
操作所述燃料电池以使用来自所述气囊的气体来为所述气球生成电
力并且减小所述气球的浮力。
12.如权利要求11所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述功能还包
括：
将由所述燃料电池产生的气体移动到所述气囊以便增大所述气球的...

【专利技术属性】
技术研发人员：RW德沃尔，E特勒，CL比弗尔，J韦弗，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US